Fe 2O3OvoidOCarbon的掃描電鏡圖，其中：a， b為不同倍鏡下的a-Fe2〇3納米顆粒;c，d為不同倍鏡下的a-Fe2〇3@void@Carbon;圖4為本實 施例中a-Fe2〇3納米顆粒、a-Fe2〇3@void@Carbon的透射電鏡圖，其中：a，b為不同倍鏡下的α-Fe203納米顆粒;c，d為不同倍鏡下的α-Fe203@void@Carbon;結合圖3和圖4可見:采用本發明 方法可制得粒徑分布均勾的a_Fe2〇3@void@Carbon核殼結構納米材料。
[0044] 實施例3
[0045] &)將1.088?6(：13.6!120和4.(^恥(^(3在攪拌下加入到8〇1^由乙二醇與二乙二醇按 體積比1:1形成的混合液中，超聲使混合均勻后轉移至反應釜中，在200°C下保持15個小時， 磁性分離，收集的固體即為Fe3O4納米顆粒；
[0046] b)取制得的Fe3〇4納米顆粒50mg溶于由40mL無水乙醇與4mL水和ImL濃度為32wt% 的氨水形成的混合液中，混合均勻后緩慢滴加〇. 2mL TE0S，在室溫下攪拌12小時;再直接加 入200mg多巴胺，在室溫下繼續攪拌24小時；離心分離，對收集的固體依次用水和乙醇分別 洗滌三次，然后干燥，得到聚多巴胺包覆二氧化硅及Fe 3O4納米顆粒的復合納米材料，簡記 為:Fe3〇4@Si02@Pdop;將制得的Fe 3〇4@Si02@Pdop置于管式爐中，在氮氣保護下，以10°C/min 的升溫速率升溫至500°C并在此溫度下保溫焙燒5小時，得到Fe3〇4@Si02@Carbon;將制得的 Fe3〇4@Si〇2@Carbon分散在由30mL水與IOmL濃度為32wt%的氨水形成的混合溶液中，并超聲 使分散均勻，然后轉移至反應釜中，在140°C下保溫刻蝕12h，刻蝕結束后離心分離，對收集 的固體依次用水和乙醇分別洗滌三次，最后干燥，即得所述的核殼結構納米材料，簡記為： Fe3〇4@vo i d@Car bon。
[0047] 圖5為本實施例中Fe3〇4納米顆粒、Fe3〇4@void@Carbon的掃描電鏡圖，其中：a，b為 不同倍鏡下的Fe3〇4納米顆粒;c，d為不同倍鏡下的Fe3〇4@void@Carbon;圖6為本實施例中 Fe3〇4納米顆粒、Fe3〇4@void@Carbon的透射電鏡圖，其中：a，b為不同倍鏡下的Fe3〇4納米顆 粒;c，d為不同倍鏡下的Fe3〇4@void@Carbon;結合圖5和圖6可見:采用本發明方法可制得粒 徑分布均勾的Fe3〇4@vo idOCarbon核殼結構納米材料。
[0048] 實施例4
[0049] a)將80mg碳納米管（簡記為CNTs)和120mg的三乙酰丙酮鐵(CAS#14024-18-1)溶于 30mL的三乙二醇中，超聲使之分散均勻后在氮氣保護下回流反應30分鐘，反應結束，使反應 溶液自然冷卻至室溫，磁性分離，收集的固體用乙醇洗滌3次后干燥，即得到磁性碳納米管 (簡記為 CNTs/Fe3〇4);
[0050] b)取制得的CNTs/Fe3〇450mg溶于由40mL無水乙醇與4mL水和ImL濃度為32wt%的氨 水形成的混合液中，混合均勻后緩慢滴加〇 . 2mL TEOS，在室溫下攪拌12小時；再直接加入 200mg多巴胺，在室溫下繼續攪拌24小時；離心分離，對收集的固體依次用水和乙醇分別洗 滌三次，然后干燥，得到聚多巴胺包覆二氧化硅及CNTs/Fe 3〇4的復合納米材料，簡記為： CNTs/Fe3〇4@Si〇2@Pdop;將制得的CNTs/Fe3〇4@Si〇2@Pdop置于管式爐中，在氮氣保護下，以10 °C/min的升溫速率升溫至500°C并在此溫度下保溫焙燒5小時，得到CNTs/Fe3〇4@Si02@ Carbon;將制得的CNTs/Fe3〇4@Si〇2@Carbon分散在由30mL水與IOmL濃度為32wt %的氨水形 成的混合溶液中，并超聲使分散均勻，然后轉移至反應釜中，在140°C下保溫刻蝕12h，刻蝕 結束后離心分離，對收集的固體依次用水和乙醇分別洗滌三次，最后干燥，即得所述的核殼 結構納米材料，簡記為:CNTs/Fe3〇4@vo i dOCarbon 〇
[0051 ] 圖7為本實施例中CNTs/Fe3〇4、CNTs/Fe3〇4@void@Carbon的掃描電鏡圖，其中：a，b 為不同倍鏡下的CNTs/Fe3〇4; c，d為不同倍鏡下的CNTs/Fe3〇4@void@Carbon;圖8為本實施例 中CNTs/Fe3〇4、CNTs/Fe 3〇4@void@Carbon的透射電鏡圖，其中：a，b為不同倍鏡下的CNTs/ Fe3〇4; c，d為不同倍鏡下的CNTs/Fe3〇4@vo idOCarbon;結合圖7和圖8可見:采用本發明方法 可制得粒徑分布均勾的CNTs/Fe3〇4@vo idOCarbon核殼結構納米材料。
[0052] 實施例5
[0053] a)將2.73g聚乙烯吡咯烷酮(K30)加入到95mL丙三醇中，在90°C攪拌至完全溶解， 然后自然冷卻至50°C，加入0.79g硝酸銀粉末及5mL含有29.5mg氯化鈉及0.25mL去離子水的 丙三醇溶液，在25min內加熱到210°C，然后停止加熱，迅速將所得的灰綠色溶液轉移到一個 大燒杯中以1:1的體積比向此溶液中加去離子水，攪拌后將混合溶液靜置一周(溶液分層）， 一周后將上層溶液倒掉，向燒杯中加入乙醇，超聲使銀納米線(簡記為AgNWs)均勻分散在溶 劑中，最后采用離心沉降法收集AgNWs，將所收集的AgNWs分散至20mL無水乙醇中，制得濃度 約為10mg/mL的AgNWs乙醇溶液以備用；
[0054] b)取5mL上述配制的AgNWs乙醇溶液，使分散在由35mL無水乙醇與4mL水和ImL濃度 為32wt%的氨水形成的混合液中，混合均勻后緩慢滴加0.2mL TE0S，在室溫下攪拌12小時； 再直接加入200mg多巴胺，在室溫下繼續攪拌24小時；離心分離，對收集的固體依次用水和 乙醇分別洗滌三次，然后干燥，得到聚多巴胺包覆二氧化硅及AgNWs的復合納米材料，簡記 為:AgNWs@Si〇2@Pdop;將制得的AgNWs@Si〇2@Pdop置于管式爐中，在氮氣保護下，以10°C/min 的升溫速率升溫至500 °C并在此溫度下保溫焙燒5小時，得到AgNWs@Si02@Carb〇n;將制得的 AgNWs@Si〇2@Carbon分散在由30mL水與IOmL濃度為32wt %的氨水形成的混合溶液中，并超 聲使分散均勻，然后轉移至反應釜中，在140°C下保溫刻蝕12h，刻蝕結束后離心分離，對收 集的固體依次用水和乙醇分別洗滌三次，最后干燥，即得所述的核殼結構納米材料，簡記 為：AgNWsOvo idOCarbon 〇
[0055] 圖9為本實施例中48麗8^8麗8_0丨(1隊3外011的掃描電鏡圖，其中^，13為不同倍鏡 下的AgNWs ; c，d為不同倍鏡下的AgNWsOvoidOCarbon;圖10為本實施例中AgNWs、AgNWsO vo i d@Carbon的透射電鏡圖，其中：a，b為不同倍鏡下的AgNWs ; c，d為不同倍鏡下的AgNWsO vo idOCarbon;結合圖9和圖10可見:采用本發明方法可制得粒徑分布均勾的AgNWsOvoidO Carbon核殼結構納米材料。
[0056] 應用例
[0057] 取實施例1制備的AuOvoidOCarbon納米材料Img超聲分散于5mL濃度為40mg/L的亞 甲基藍水溶液中，然后將ImL濃度為0.4mol/L的NaBH4水溶液快速加入亞甲基藍溶液中，用 UV紫外分光光度計檢測亞甲基藍濃度隨時間的變化(UV-Vi s吸收譜圖見圖I Ia所示）；催化 結束后將AuOvoidOCarbon離心洗滌后真空干燥，循環用于催化亞甲基藍，以檢測其循環使 用活性，詳見圖lib所示。
[0058]由圖Ila可見：亞甲基藍在可見光波段664nm處存在明顯的吸收峰，當加入AuO vo i d@Car bon納米材料后，隨著時間的延長，吸收峰快速降低至基本消失，由此說明：本發明 所提供的AuOvo idOCarbon納米材料對亞甲基藍具有明顯的催化效果。
[0059]由圖Ilb可見:AuOvoidOCarbon循環使用5次的催化活性基本未發生變化，催化性 能優良。
[0060] 另外，本發明可以通過多巴胺的加入量來調節碳殼的厚度;可以通過改變加入的 氨水量、醇水比、TEOS的量來調節核殼結構納米材料的粒徑大小、內核與外殼之間的空隙大 小，在此不再一一列舉。
[0061] 最后需要在此指出的是：以上僅是本發明的部分優選實施例，不能理解為對本發 明保護范圍的限制，本領域的技術人員根據本發明的上述內容作出的一些非本質的改進和 調整均屬于本發明的保護范圍。
【主權項】
1. 一種以多巴胺為碳源制備核殼結構納米復合材料的方法，其特征在于，包括如下步 驟： a) 首先將作為內核的納米材料分散在醇水溶液中，通過St5bcr法在作為內核的納米材 料的表面包覆二氧化硅，然后向反應體系中直接加入多巴胺，通過原位聚合使多巴胺包覆 在二氧化娃表面，制得復合納米材料，簡記為:作為內核的納米材料@Si〇2@Pdop; b) 將制得的復合納米材料：作為內核的納米材料@Si〇2@Pdop，在氮氣氛下進行焙燒處 理：以8~12°C/分鐘的升溫速率升溫至450~550°C，然后保溫4~6小時，得到碳化的復合納 米材料，簡記為:作為內核的納米材料@S i 〇2@Carbon; c) 將制得的碳化的復合納米材料:作為內核的納米材料@Si〇2@Carbon分散在氨水溶液 中，在130~150°C進行保溫刻蝕10~16小時，得到所述的核殼結構納米材料，簡記為:作為 內核的納米材料@ v〇 i dOCarbon 〇2. 如權利要求1所述的方法，其特征在于:所述的作為內核的納米材料為納米顆粒、納 米線或納米管。3. 如權利要求2所述的方法，其特征在于:所述的作為內核的納米材料包括但不限于金 納米顆粒、銀納米線、磁性碳納米管、α_三氧化二鐵納米顆粒、四氧化三鐵納米顆粒。4. 如權利要求1所述的方法，其特征在于:作為內核的納米材料與二氧化硅的質量比為 2:1~1:25〇5. 如權利要求1所述的方法，其特征在于:作為內核的納米材料與多巴胺的質量比為1: 5~5:1 〇6. 如權利要求1所述的方法，其特征在于:所述醇水溶液是由醇溶劑與水按體積比為1: 1~20:1形成。7. 如權利要求1所述的方法，其特征在于:刻蝕所用氨水溶液的濃度為5~15wt %。
【專利摘要】本發明公開了一種以多巴胺為碳源制備核殼結構納米復合材料的方法，所述方法是首先通過法在作為內核的納米材料的表面包覆二氧化硅，然后通過原位聚合使多巴胺包覆在二氧化硅表面，制得復合納米材料：作為內核的納米材料SiO2Pdop；再在氮氣氛下進行焙燒處理，最后在氨水溶液中進行刻蝕。本發明所述方法具有操作簡單、制備周期短、試劑消耗少、適合規模化生產等優點，并且制備的核殼結構納米材料具有形貌結構好且可調控優點，尤其對有機染料具有顯著的吸附和催化作用。
【IPC分類】B01J23/50, B01J23/52, B01J35/02, B01J23/745, B82Y30/00, B01J21/18
【公開號】CN105664936
【申請號】CN201610008258
【發明人】張彥偉, 張敏, 徐菁利
【申請人】上海工程技術大學
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年1月7日